综述：氮同位素在尿素代谢中的作用：从生物化学到癌症中15N的自然丰度 Illa Tea 和 Guillaume Tcherkez

《International Journal of Molecular Sciences》：Nitrogen Isotope Effects in Urea Metabolism: From Biochemistry to 15N Natural Abundance in Cancer Illa Tea and Guillaume Tcherkez

　　

摘要

尿素循环（UC）通常被描述为负责氨解毒的肝脏代谢途径，但其作用远不止于氮（N）的消除，还包括细胞生物合成和代谢信号传导。在癌细胞中，尿素循环被重新配置/重组以支持高水平的合成代谢需求，这往往涉及关键酶（如ASS1、ASL、OTC和CPS1）的失调。虽然这些变化有助于生物量的产生和抗应激能力，但它们也会通过动力学和热力学同位素效应（¹⁴N/¹⁵N）产生可测量的生化特征。在这篇综述中，我们总结了尿素循环的生化过程并回顾了关键的酶促机制。这些元素共同构成了一个机制框架，用于解释肿瘤组织和细胞中观察到的¹⁵N丰度的变化。我们讨论了氮通量向核苷酸和多胺合成的重新定向，以及部分¹⁵N贫乏尿素的排泄，如何影响癌细胞的同位素组成。通过将分子肿瘤学与稳定同位素分析相结合，这篇综述强调了天然同位素丰度作为肿瘤代谢功能指标的潜力，并支持进一步研究其在癌症表型分析和监测中的转化意义。